Blobstream – Celestias Datenverfügbarkeitsmarkt

Was ist Blobstream?

Blobstream ist Celestias spezialisierter Mechanismus, der es Rollups ermöglicht, nachzuweisen, dass ihre Daten auf der Basisschicht veröffentlicht und verfügbar gemacht wurden. Die Entwicklung erfolgte, um die zentrale Herausforderung zu lösen, wie externe Blockchains – insbesondere optimistische und Zero-Knowledge-Rollups – effizient die Datenverfügbarkeitsgarantien von Celestia übernehmen können. Anstatt dass jedes Rollup komplette Datenblobs herunterladen und verifizieren muss, stellt Blobstream kompakte Nachweise bereit, welche belegen, dass Daten gepostet wurden und im Bedarfsfall abrufbar sind. Dadurch können Rollups ressourcenschonend arbeiten und ihre Sicherheit trotzdem auf Celestias Datenverfügbarkeit stützen.

Blobstream ist weder Ausführungsumgebung noch Settlement-Schicht.

Vielmehr stellt Blobstream ein Protokoll dar, das Celestias Datenverfügbarkeit mit externen Rollups verknüpft. So bildet Blobstream die Grundlage für modulare Ökosysteme. Rollups können sicher sein, dass ihre Transaktionsdaten zugänglich sind, ohne von einer monolithischen Blockchain abhängig zu sein, und die Nutzer erhalten die Gewissheit, dass das System keine Daten heimlich verwerfen oder verbergen kann.

Die Rolle der Nachweise bei der Datenverfügbarkeit

Für die sichere Funktion von Rollups ist es notwendig, nachzuweisen, dass die Transaktionsdaten an einem zugänglichen Ort veröffentlicht wurden. Fehlt diese Sicherheit, könnten Betreiber Daten zurückhalten, was eine Rekonstruktion des Chain-Zustands durch Dritte unmöglich machen würde. Blobstream begegnet diesem Problem durch die Einführung von überprüfbaren Commitments zu Blobs, die auf Celestia gespeichert werden. Diese Commitments können von Smart Contracts oder Verifizierungssystemen auf anderen Chains genutzt werden, um zu bestätigen, dass die Daten des Rollups tatsächlich verfügbar sind.

Im Kern generiert Blobstream aus großen Datenmengen kompakte, leicht verifizierbare Nachweise. Diese erlauben es einem Rollup, auf Celestia zu verweisen und zu sagen: „Unsere Transaktionsdaten befinden sich in diesem Block, unter diesem Namespace, und hier ist der kryptografische Nachweis dafür.“ Da die Nachweise sehr kurz sind, können sie auch in ressourcenlimitierten Umgebungen wie Ethereum-Smart Contracts oder anderen Settlement-Schichten für Rollups einfach gepostet und überprüft werden.

Sequenz von Spans

Die erste und derzeit unterstützte Konstruktion bei Blobstream ist die Sequenz von Spans. Ein Span ist ein kryptografisches Commitment zu einer Reihe von Blöcken in Celestia, welche Blobs eines bestimmten Rollup-Namespaces enthalten. Dieses Commitment ermöglicht externen Prüfern zu verifizieren, dass die Rollup-Daten tatsächlich in Celestia enthalten sind, ohne alle zugrundeliegenden Blobs herunterladen zu müssen.

Die Methode der Sequenz von Spans ist besonders geeignet für optimistische Rollups, die zur Streitbeilegung auf Betrugsnachweise (Fraud Proofs) setzen. Mithilfe von Spans kann ein optimistisches Rollup Celestia als Quelle der Datenverfügbarkeit nutzen. Kommt es zu Streitigkeiten, lassen sich Fraud Proofs erstellen, indem das entsprechende Blob aus Celestia abgerufen und ein Widerspruch zum behaupteten Zustand nachgewiesen wird. Spans sind zudem kompatibel mit Zero-Knowledge-Rollups, wo Nachweise Integritätsprüfungen gegen die Commitments von Celestia enthalten können.

Durch Commitments auf ganze Blocksequenzen statt einzelner Shares wird die Komplexität reduziert und die Generierung von Nachweisen vereinfacht. Diese Einfachheit ist einer der Hauptgründe, weshalb die Methode aktuell praktisch zum Einsatz kommt.

Blob-Share-Commitments

Ein weiteres theoretisches Verfahren innerhalb von Blobstream ist das Blob-Share-Commitment. Hierbei wird nicht auf Blocksequenzen, sondern auf die einzelnen Shares eines Blobs innerhalb des Data Square von Celestia committed. Die Methode ermöglicht feingranulare Nachweise, mit denen die Einbindung bestimmter Shares direkt überprüft werden kann.

Dieses Vorgehen ist zwar leistungsfähig, aber deutlich komplexer und rechenintensiver. Es erfordert spezialisierte Werkzeuge, die Nachweise der Einbindung auf Share-Ebene effizient erstellen können – eine Technologie, die noch in Entwicklung ist. Aus diesem Grund sind Blob-Share-Commitments bislang nicht für den produktiven Einsatz geeignet. Mit der Weiterentwicklung der Rollup-Ökosysteme und der Optimierung von Nachweissystemen könnte diese Methode dank ihrer höheren Flexibilität künftig jedoch an Bedeutung gewinnen.

Optimistische Rollups und Blobstream

Blobstream spielt eine Schlüsselrolle, damit optimistische Rollups die Datenverfügbarkeitsgarantien von Celestia übernehmen können. In einem optimistischen System gelten Transaktionen als gültig, solange kein Gegenbeweis vorliegt. Dies ist jedoch nur dann sicher, wenn das Rollup nachweisen kann, dass seine Daten veröffentlicht wurden, sodass jeder die Chain rekonstruieren und gegebenenfalls Betrugsnachweise erbringen kann. Mit Blobstream können optimistische Rollups Nachweise veröffentlichen, dass ihre Blobs in Celestia eingestellt wurden. Im Betrugsfall können Teilnehmer das relevante Blob aus der Datenverfügbarkeitsschicht von Celestia abrufen, um die Unstimmigkeit zu belegen.

Diese Integration senkt die Kosten und verbessert die Skalierbarkeit im Vergleich zur direkten Veröffentlichung von Daten auf ausführungslastigen Blockchains. Optimistische Rollups können wachsen, ohne sich mit hohen Calldata-Gebühren zu belasten, und behalten gleichzeitig eine sichere Verbindung zu einem zuverlässigen Datenverfügbarkeitsanbieter.

Zero-Knowledge-Rollups und Blobstream

Zero-Knowledge-Rollups haben spezifische Anforderungen, profitieren aber ebenfalls von Blobstream. Sie erzeugen kompakte Validitätsnachweise, die die korrekte Ausführung der Transaktionen belegen. Dennoch muss sichergestellt sein, dass die Rohdaten der Transaktionen für externe Parteien verfügbar sind und nicht nur die Nachweise des Zustandswechsels. Fehlt die Datenverfügbarkeit, wird das System intransparent, da niemand außerhalb des Rollup-Betreibers die Chain verifizieren oder rekonstruieren könnte.

Blobstream versetzt zk-Rollups in die Lage, kompakte Nachweise zur Datenverfügbarkeit zusammen mit ihren Zero-Knowledge-Proofs bereitzustellen. Diese Kombination gewährleistet sowohl die Korrektheit als auch die Zugänglichkeit: Der zk-Nachweis bestätigt den Zustandsübergang, der Blobstream-Nachweis belegt, dass die zugrundeliegenden Daten auf Celestia veröffentlicht wurden. Die doppelte Absicherung stärkt das Vertrauen in zk-Rollups und unterstreicht ihr Potenzial als skalierbare, überprüfbare Ausführungsumgebungen.

Warum Blobstream für modulare Blockchains von Bedeutung ist

Blobstream ist das Herzstück von Celestias Vision modularer Blockchains, da es das Bindeglied zwischen Datenverfügbarkeit und Ausführung darstellt. Ohne Blobstream müssten Rollups vollständige Blobs herunterladen oder auf weniger effiziente Methoden zur Nachweisführung der Datenverfügbarkeit zurückgreifen, was die Skalierbarkeit von Celestia deutlich beeinträchtigen würde.

Durch die Bereitstellung schlanker Nachweise ermöglicht Blobstream eine Vielzahl von Rollups, Celestias Datenverfügbarkeitsschicht gemeinsam zu nutzen und dennoch eigenständig im Hinblick auf ihre Ausführungsumgebungen zu agieren. Jedes Rollup kann darauf vertrauen, dass seine Daten sicher, abrufbar und überprüfbar sind. Für Nutzer ergeben sich niedrigere Transaktionskosten, Entwickler erhalten eine verlässliche Infrastruktur für ihre Anwendungen. Das Aufkommen von Blobstream stellt somit nicht nur eine technische Weiterentwicklung dar, sondern schafft eine entscheidende Grundlage für das zukünftige modulare Blockchain-Ökosystem.